За пределами клонирования: использование мощи виртуального квантового вещания

В новом исследовании ученые предлагают концепцию "виртуального квантового вещания", которая предлагает обход долгосрочной теоремы о невозможности клонирования, тем самым открывая новые возможности для передачи квантовой информации. Исследование, опубликованное в Physical Review Letters, описывает карту виртуального вещания, которая "виртуально" создает коррелированные копии.

Через серию из четырех теорем исследователи устанавливают жизнеспособность этой карты, которая позволяет создавать коррелированные копии квантовых состояний со временем. Кроме того, исследователи демонстрируют устойчивость канонической структуры, доказывают ее физическое приближение к универсальному клонеру и подробно описывают, как может быть реализована карта.

Виртуальное квантовое вещание обещает оказать влияние на многие области обработки квантовой информации, используя временные корреляции, тем самым избегая ограничений, налагаемых теоремой о невозможности клонирования. Почему мы не можем копировать и вставлять? Квантовая механика, будучи невероятно мощной, построена таким образом, что она предотвращает репликацию или копирование информации. Квантовое состояние включает в себя всю релевантную информацию в системе и коллапсирует или изменяется на один из возможных исходов измерения при измерении или наблюдении.

Это означает, что мы не можем копировать состояние, поскольку для этого его нужно измерить. Этот принцип известен как теорема о невозможности клонирования. Проще говоря, вы не можете просто копировать и вставлять квантовую информацию, как это делается с классическими данными. Это ограничение представляет собой значительное препятствие для систем квантовой коммуникации, которые полагаются на эффективную возможность передачи и воспроизведения квантовой информации.

Команда исследователей состояла из профессора Артура Парзигната из Массачусетского технологического института, профессора Джеймса Фулвуда из Университета Хайнань, профессора Франческо Бусчеми из Университета Нагоя и профессора Джулио Кирибеллы из Университета Гонконга, которые объяснили свою мотивацию на Phys.org. Их мотивацией была проблема, представленная теоремой о невозможности клонирования. Их целью было изучить эволюцию квантовых состояний со временем и понять, что значит "корреляция не означает причинность" для чисто квантовых состояний.

• Грибы как компьютерные чипы: учёные создают «живую память» из шиитаке
• Учёные создали трёхслойное микрофлюидное устройство для сверхэффективного охлаждения электроники
• Обычный кристалл оказался идеальным материалом для технологий на сверхнизких температурах
• Учёные научились превращать снимки атомно-силового микроскопа в точные 3D-модели движений белков
• Учёные создали уникальный гидрогель для «неклонируемых» меток безопасности
• Роботы нового поколения: в Caltech создали систему, которая может ходить, ездить и летать
• Учёные создали 3D-печатные материалы, которые полностью гасят вибрации
• Квантовые кристаллы: как учёные из Оберна открыли путь к новой технологической революции